终末期肝病（End stage liver disease，ESLD）是很多肝脏疾病的终末状态，预后较差，肝移植是目前治疗ESLD的首选治疗方案，但供肝不足和免疫排斥是影响肝移植治疗的难题。干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的原始细胞，能为细胞移植和生物人工肝提供充足的高活力的干细胞及终末分化的肝细胞而有望用于ESLD的治疗。肝细胞核因子4a(hepatocyte nuclear factor4a, HNF4α)是一个分子量为54KD的锌指蛋白，HNF4a在肝脏高表达，能与40余种靶基因的启动子和和增强子相互作用以调控肝细胞功能相关基因表达，参与糖、脂肪酸、胆固醇的代谢，肝脏解毒、胆汁酸代谢和蛋白合成等。HNF4α影响着肝细胞重要生物学功能，是肝脏发育和肝细胞分化的重要调控者，深入了解HNF4α的生物学特性及其调控网络，对提高肝细胞功能、优化肝细胞分化及治疗肝脏疾病具有重要意义。小泛素相关修饰物（small ubiquitin-related modifier，SUMO）是一种结构上与泛素相似，广泛存在于真核生物的高度保守的小蛋白家族,在脊椎动物中有3个成员SUMO-1, SUMO-2和SUMO-3。 SUMO2和SUMO3具有形成多聚SUMO链的特性，大量研究表明SUMO化作为一种重要的多功能的蛋白质翻译后修饰方式，在胚胎发育及胚胎干细胞向肝细胞分化的过程中发挥了重要作用。泛素（Ubiquitin）是一类低分量的蛋白质，泛素化在蛋白质的定位、代谢、功能、调节和降解中都起着十分重要的作用。研究表明SUMO化修饰可以通过与泛素竞争底物的相同赖氨酸残基位点,进而拮抗底物由泛素化修饰所介导的蛋白酶体降解。我们对人胚胎干细胞（human embronic stem cells, hESCs）及HNF4α的SUMO化翻译后修饰已有多年的研究基础，本课题以人胚胎干细胞为研究模型，通过观察HNF4a和肝细胞相关功能蛋白在hESCs向肝细胞分化发育过程中不同发育阶段的表达情况，迸一步证实HNF4a基因的表达水平与肝细胞生物学功能基因表达密切相关；通过研究肝细胞去分化过程中及不同发育阶段的肝脏组织中HNF4a与SUMO的变化，初步阐释HNF4a的SUMO化修饰对肝细胞分化和功能影响的机制。结果显示HNF4a在正常成熟的肝细胞中表达最高，肝细胞生物学功能基因如白蛋白、细胞色素氧化酶、甲状腺激素结合蛋白、甲胎蛋白、纤维连接蛋白等的表达水平与HNF4a的表达密切相关。Western Blotting观察到肝细胞去分化过程中HNF4a、SUMO2的表达逐渐降低，与RNF4的降低高度吻合；此外采用不同发育阶段的胚胎肝脏以及成人肝脏组织免疫组织化学染色，发现在成人肝脏组织中SUMO2、RNF4高表达，而T1、T2胚胎肝脏组织中几乎无表达。本研究显示HNF4a是调控肝细胞分化和维护肝细胞生物学功能的重要转录蛋白；结合我们前期研究发现SUMO2通过SUMO化调控HNF4a的稳定性而影响肝细胞功能相关基因的表达，其在肝细胞分化过程中的调控作用可能通过竞争性抑制RNF4介导的泛素化而维持HNF4a稳定表达。我们将通过上调及下调HNF4a、SUMO2、RNF4的表达，观察其对肝细胞体外生存时间、肝细胞分化与去分化、肝细胞功能相关基因表达的影响，寻找HNF4a对肝细胞功能相关基因表达调控和HNF4a的SUMO化修饰的直接证据，因部分实验正在进行中故未包含在此论文中。